HQF-600型FASE一級方程式賽車車架優(yōu)化設計開題報告

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1、 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: FSAE方程式賽車車架設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名: 導 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日

2、 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 系部 汽車系 專業(yè)、班級 指導教

3、師姓名 職稱 教授 從事 專業(yè) 題目名稱 FSAE方程式賽車車架優(yōu)化設計 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 課題研究現(xiàn)狀： Formula SAE 賽事由美國汽車工程師協(xié)會（the Society of AutomotiveEngineers 簡稱SAE）主辦。SAE 是一個擁有超過60000 名會員的世界性的工程協(xié)會，致力與海、陸、空各類交通工具的發(fā)展進步。 Formula SAE 是一項面對美國汽車工程師學會學生會員組隊參與的國際賽事，于1980 年在美國舉辦了第一屆賽事。比賽的目的是設計、制造一輛小型的高性能賽車。目前美國、歐洲和

4、澳大利亞每年都會定期舉辦該項賽事。 Formula SAE 發(fā)展的初衷是想創(chuàng)立一個小型的道路賽車比賽，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一個擁有大約20 競賽因素的大型比賽，參與者包括賽車和車隊。Formula SAE 向年輕的工程師們提供了一個參與有意義的綜合項目的機會。由參與的學生負責管理整個項目，包括時間節(jié)點的安排，做預算以及成本控制、設計、采購設備、材料、部件以及制造和測試。Formula SAE 為在傳統(tǒng)教室學習中的學生提供了一個現(xiàn)實的工程經(jīng)歷。Formula SAE 隊員在這個過程中將會經(jīng)受考驗，面對挑戰(zhàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實踐能力出于此項比賽的宗旨，參賽學生們是被一個假象的制造公司雇傭，讓他們制

5、造一輛原型車，用于量產(chǎn)前的各項評估。目標市場就是那些會在周末去參加高速穿障比賽（Autocross）的非專業(yè)車手。因此，這些賽車在加速、制動、和操控性方面要有非常好的表現(xiàn)。它們要造價低廉、便于維修并且足夠可靠。另外，這些賽車的市場競爭力會因為一些附加因素，比如美觀、舒適性和零件的兼容性而得到提升。對于設計團隊來說，挑戰(zhàn)在于要在一定的時間和一定的資金限制下，設計和制造出最能滿足這些目的的原型車。每一項設計將會與其他的設計一起參與比較和評估從而決出最佳整車。 從世界范圍來看，當今有三個地區(qū)有Formula SAE 的學生競賽，即美國、歐洲、澳洲。70 年代中期，幾個美國大學開始主辦當?shù)氐膶W生設計

6、競賽賽車。SAE MiniBaja 的名稱沿襲了著名的墨西哥Baja 1000 汽車比賽。第一屆SAE Mini Baja 比賽于1976 年舉辦，并且迅速成為一個地區(qū)性的年度比賽。比賽由三個評判標準組成，即一天的靜態(tài)比賽——設計、成本、陳述——接著一天是各自的性能競賽2項目。Mini Baja 比賽重點強調(diào)了地盤的設計，因為每個隊伍都使用一個8 匹馬力的引擎，這一點無法改變。在過去的20 多年里，SAE Mini Baja 的成功超乎了每個人的預期。 在SAE Mini Baja 的成功獲得各界認同的同時，SAE 聯(lián)合美國三大汽車公司開始推廣一項技術水平更高的工程類學生競賽，這就是Form

7、ula SAE。FormulaSAE 相比SAE Mini Baja 有著許多進步和發(fā)展，引擎的限制也已經(jīng)大大放寬，允許參賽車隊使用610cc 以下的發(fā)動機，這極大地提升了賽車的性能表現(xiàn)。在發(fā)達國家，很多高校已經(jīng)從事Formula SAE 超過20 年時間，擁有大量資金和試驗基礎的情況下，他們的作品已經(jīng)基本達到了專業(yè)水平，最高時速可達到甚至超過200km/h，0 到100km/h 加速時間一般都在4.5s 以內(nèi)。從原先在SAE Mini Baja 比賽中的8hp 發(fā)動機到現(xiàn)今Formula SAE 中已經(jīng)超過100hp 的大功率發(fā)動機，F(xiàn)ormula SAE 在多方面都取得了驚人的成績，并且該

8、項比賽一直保持了發(fā)展的態(tài)勢。 國內(nèi)由于起步較晚，在對FSEA賽車的也由2010年第一次成功舉辦，之前由中國臺灣大學以及中國同濟大學曾經(jīng)赴美參加過比賽，由于很多技術上的問題也只是完成了一部分比賽，同濟大學也取得了一定的成績，為中FSAE方程式賽車的發(fā)展取得重大突破，在即將舉辦的2011中國FSAE方程式賽車，已有很多高校完成賽車的制作，這項賽事不但培養(yǎng)出中國汽車方面的人才，也為中國汽車事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。 目的： (1)通過此次畢業(yè)設計能為FSAE賽車提供出車架的設計方案，能填補學校在這方面的空白之處，也能為學校組建FSEA方程式賽車作出微薄的貢獻。 （2）通過專業(yè)綜合訓練，綜合運

9、用汽車設計課程和其他相關的理論與實際知識，掌握汽車設計的一般規(guī)律，學習正確的設計思想，培養(yǎng)分析和解決實際問題能力。 （3）通過汽車設計專業(yè)綜合訓練，使自己掌握運用標準，手冊和查閱相關資料的能力，培養(yǎng)專業(yè)的設計能力。 （4）讓自己學會從工程一線的角度出發(fā)，合理選擇各總成的結構類型，制定設計方案，正確的分析，計算，校核，并考慮制造工藝，經(jīng)濟，使用，維修等問題，培養(yǎng)汽車設計的能力。 意義： （1）汽車作為交通工具之一，已經(jīng)成為人們生活不可缺失的生活工具，在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，汽車工業(yè)也得到了很好的發(fā)展。所以生產(chǎn)出結構輕、性能好、質量高、安全可靠的汽車非常重要的意義。 （2）通過此次研究FS

10、AE方程式賽車車車的研究與設計，能為車的安全性、動力性等有著至關重要的聯(lián)系，在生活中的汽車很多的性能數(shù)據(jù)都是通過各種各樣的賽車比賽中體現(xiàn)出來的。 （3）為汽車事業(yè)培養(yǎng)出有用的人才。 （4）由于中國有2010年才開始舉辦FSAE方程式賽車的比賽，加之中國汽車制造業(yè)起步晚于發(fā)達國家，所以此次車架的研究設計對中國大學方程式賽車的設計有著突破性的意義。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容： （1） 研究應用有限元、靜態(tài)分析以及所有軟件基礎。 （2） 車架設計方法以及設計步驟的研究。 （3） 以收集的資料車架為參考設計車架并對其進行PROE建模，將

11、建成的PROE車架模型導入到ANSYS中準備進行有限元分析。 （4） 分析研究建立有限元模型要考慮的問題，比如結構的簡化，單元的選取，單元數(shù)量的控制，單元質量的檢查，網(wǎng)格的布局以及連接方式的模擬。 （5） 研究影響有限元分析結果的因素，比如單元厚度，單元大小，加強筋以及部件連接的模擬方法。 （6） 對車架有限元模型進行剛度強度分析、模態(tài)分析；找出車架結構中需要改進的部位，并依據(jù)分析結果提車改進方案。 對研究的車架進行性能評價。建立優(yōu)化分析模型進行優(yōu)化設計提出科學的改進方案 擬解決的主要問題： 1. 設計車架的選擇方法 2. 車架載荷及其約束的處理 3. 靜態(tài)工況下彎曲工況的分析

12、處理 4. 計算結果的處理 5. 有限元模型的創(chuàng)建方法 6. 對模型進行加載及求解的方法 7. 對分析出的圖形、數(shù)據(jù)的處理以及如何對車架進行優(yōu)化 三、技術路線（研究方法） 對車架進行有限元分析 調(diào)研并收集FSAE賽車車架資料 對賽車車架進行總體布置 運用Pro/e建立初步的模型 有限元模型的建立 NO 對FSAE車架進行優(yōu)化設計 車架定型 總圖設計出圖 Yes 完成設計和設計說明書 四、進度安排 （1）1周：領取題目，資料收集；調(diào)研； （2）2周：繼續(xù)調(diào)研，整理開題報告，制定完成方案和路線； （3）3周：開題答

13、辯，設計任務總體方案，草圖設計； （4）4周：總體設計方案，草圖的審核與修訂和計算； (5) 5-10周：包括底盤，副車架，專用裝置的設計、計算與校核； (6) 11-12周：總圖設計和部件圖的修訂，整理設計計算說明書； (7) 13周：整理、修訂、審核； (8) 14周：預答辯； (9) 15周：修訂； (10) 16周：答辯 五、參考文獻 [1]吳思宇，羅偉。ANSYS工程計算應用教程[M]。北京：中國鐵道出版社，2004:25-36 [2]余志生，汽車理論，機械工業(yè)出版社，20000.10 [3]劉惟信，汽車設計，清華大學出版社，2001.7 [4]陳家瑞，汽

14、車構造（下冊），人民交通出版社，1999,5 [5]王望予，汽車設計（第四版），機械工業(yè)出版社，2005.7 [6]張朝輝，ANSYS10.0結構分析工程應用實例解析，機械工業(yè)出版社，2007.1 [7]劉新田，黃虎，劉長虹等，基于有限元的汽車車架靜態(tài)分析。上海工程技術大學報，2007,6 [8] 張德平, 徐澤古, 徐斌. 客車車身骨架有限元分析[ J ]. 客車技術與研究, 2008, 30 [9] 陳國華. 汽車車門靜態(tài)強度剛度計算與分析[ J ]. 機械制造與自動化, 2006, 3 [10]期刊：于國飛，黃紅武，吳俊輝，基于有限元的FSAE賽車車架的強度及剛度計算與分析

15、，廈門理工大學機械工程系 [11]碩士學位論文：居小凡，陳關龍，F(xiàn)ormula SAE賽車的設計制造及測試，上海交通大學，2009.1.1 [12]詹友剛：Pro/ENGINEER 中文野火版4.0曲面設計教程，機械工業(yè)出版社，2009.1 [13]谷安濤，常國振，汽車車架設計計算的有限元法，長春汽車研究所 [14]卞學良，汽車設計，機械工業(yè)出版社，2008.1 [15]王國權，龔國慶，汽車設計課程設計指導書，機械工業(yè)出版社，2010.3 [16] 劉極峰，計算機輔助設計與制造.[M].北京：高等教育出版社，2007 [17]韓璐，司景萍，李臣，基于ansysy軟件的車架設計研究

16、綜述，內(nèi)蒙古工業(yè)大學2008.3 [18]王新彥，基于ansys的越野車車技模態(tài)分析，江蘇科技大學機械工程學院，2009.4 [19] L.Y Chan, M. Doecke,Design/Build of a Formula SAE Vehicle, The University of Adelaide F-SAE Newsletter, 2000.9 [20] Adam Theander, Design of a Gearshift Mechanism with Integrated Clutch Lever, KTH Project Report Course 4F1542, 2004.7 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日